JP4232278B2 - Hydrodynamic bearing and spindle motor equipped with the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として磁気ディスク駆動装置に用いられるブラシレスモータ(以下、モータと略する)に係るもので、詳しくは、その動圧軸受構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、OA分野のHDD機器の高容量化,高速化,高精度化,低騒音化に伴い、磁気ディスクを駆動するモータに高精度が強く要求されており、この要求に応える技術として、ロータとステータとの間に設けられる軸受構造において、動圧軸受を採用することが検討されている。
【0003】
この動圧軸受は、例えば特開平11−55898号公報にその一例が開示されているように、ロータを支持するシャフトがステータに固定されているスリーブに挿入されており、スリーブとシャフトの間には潤滑油が充填されている。そしてラジアル方向の負荷は、スリーブに設けられている動圧発生溝により、モータ駆動時に生じる動圧を利用してロータ荷重を支持している。一方スラスト方向の負荷は、ピボット軸受構造によりスラスト板とシャフト端部SR面の点接触にてロータのスラスト方向荷重を支持するものである。
【0004】
図6に従来の動圧軸受の一例を示す。モータのロータ(図示せず)に取り付けられているシャフト51は、ステータ(図示せず)に固定されているスリーブ52に挿入されている。スリーブ52にはスラスト板53が設置されており、シャフト51側面もしくは対向するスリーブ52内周面には動圧発生溝54aが設けられている。また、シャフト51とスリーブ52とスラスト板53の隙間には潤滑剤55が充填されている。スリーブ52のスラスト板53に対向する面には環状の凹部57が設けられている。
【0005】
このように動圧軸受を構成することにより、ラジアル方向の負荷は、モータ駆動時にロータを回転させて生じる動圧発生溝54aに生じる圧力を利用して荷重を支持し、またスラスト方向の負荷は、シャフト端部のSR面にてスラスト板53と点接触することにより荷重を支持している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スリーブ52のスラスト板53に対向する面に環状の凹部57を設けると、動圧軸受部を組み立てる工程にてスリーブ52にシャフト51を挿入する際、潤滑油55に空気が噛み込み凹部57に気泡56が介在する危険がある。この気泡56が軸受部に介在すると、モータ駆動時の潤滑油55の軸受内循環による流動により気泡56が動圧発生溝54aに入り込み、気泡56が動圧発生部位に噛み込むことでポンピング力が小さくなり、ラジアル方向の軸受剛性が不足して負荷を支持できなくなり、回転体の振れ回りが大きくなるなど不具合を生じていた。
【0007】
また、気泡56がスラスト軸受部を構成するシャフト端部のSR面に噛み込むと、シャフト51とスラスト板53が点接触している箇所が油切れを起こしてスラスト軸受部が焼き付いたり、前記点接触部からの発熱を吸収する潤滑油55の不足により潤滑油55の熱劣化が促進されていくなど不具合を生じていた。
【0008】
動圧軸受内部に気泡が混入した場合、前記気泡を排出する一つの方法が特開平7−75313号公報に開示されている。その実施例を図7に引用する。
【0009】
これは、凹部67とスリーブ62の他端面を連通させた気体通気用穴68を設けて、シャフト61をスリーブ62に挿入する際に軸受内部に噛み込まれる空気を、前記気体通気用穴68を介して軸受外部に排出させるものとしている。
【0010】
しかしこれは、スリーブ62に気体通気用穴68を貫通させる構成としている。スリーブ62を加工する際、通常は旋盤を使用する。上記気体通気用穴68をスリーブ62に貫通させるため、旋盤上にて同時加工しようとするとドリルによる穴開け加工になるが、穴開け加工に使用するドリルが径に対して長くなると、ドリル自身の剛性不足により加工途中にてドリルが破損していた。したがって、スリーブ62の軸方向長さを長くすること、すなわち動圧軸受の軸受長さを長くすることが困難であるという問題を生じていた。
【0011】
また旋盤上の同時加工を止めて、放電加工などによる微細穴開け加工をする場合、スリーブ62の加工時間が長くなること及び加工コストの上昇などで実用性及び量産性に乏しいという問題を生じていた。
【0012】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、動圧軸受の組立工程にて軸受内部に混入した気泡の影響をなくし、且つ安価に製作できる動圧軸受及びそれを搭載したスピンドルモータを実現することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の動圧軸受は、スラスト方向の負荷を支持するスラスト板に対向するスリーブ面上のシャフト軸径より大きい部位に環状凹部を形成し、スリーブに設けた環状の凹部が軸方向に段差もしくはテーパを有したものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0015】
(実施の形態1)
本発明の第1の実施例に係る動圧軸受を図1に示す。
【0016】
図1において、シャフト1がスリーブ2に挿入され、スリーブ2にスラスト板3が固定されており、シャフト1には動圧発生溝4aが形成されている。動圧軸受内部に潤滑油5が充填され、スリーブ2のスラスト板3に対向する面には環状の凹部7が設けられており、その凹部7のシャフト径より大きい部位に軸方向に段差部9を設けるように構成する。
【0017】
このように構成された動圧軸受は、モータ駆動時、シャフト1上に形成した動圧発生溝4aにより生じる動圧でラジアル方向の負荷を支持し、シャフト端部SR面とスラスト板3が点接触して構成するスラスト軸受にてスラスト方向の負荷を支持する。
【0018】
図1のような動圧軸受を組み立てていく際、シャフト1をスリーブ2に挿入する。動圧軸受組立工程において、スラスト板3が既に固定されているスリーブ2にシャフト1を挿入する場合と、スリーブ2にシャフト1を挿入した後にスラスト板3を固定する場合がある。2つの場合ともに、シャフト1をスリーブ2に挿入する時には、シャフト1の外周面上もしくはスリーブ2の内周面上に潤滑油5を塗布しており、シャフト1の挿入時に潤滑油5が空気を噛み込む恐れがある。
【0019】
シャフト1の挿入時に潤滑油5と共に軸受内部に噛み込まれた空気は、スリーブ2の内周部に設けた凹部7に押し込まれて、シャフト径より大きい部位に形成された段差部9により仕切られている部位に入る。段差部9により仕切られた凹部7に気泡6を閉じこめるように構成することにより、期待通りの動圧軸受として作用することができる。
【0020】
したがって、シャフト1側面とスリーブ2内周面が構成するラジアル軸受に気泡6が入り込み動圧発生溝4aに気泡6が噛み込むことを防ぐことができるので、ラジアル軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、軸振れなどの不具合を防ぐことができる。また、シャフト1の端部SR面とスラスト板3が構成するスラスト軸受に気泡6が入り込みシャフト1とスラスト板3の点接触部に気泡6が噛み込むことを防ぐことができるので、潤滑油5の不足による点接触部の焼き付き、スラスト軸受部の摩耗促進、潤滑油5の熱劣化促進などの不具合を防ぐことが可能となり、軸受部の長寿命化を図ることができる。
【0021】
なお、本実施の形態では、動圧発生溝をシャフト側面上に形成しているが、シャフト側面に対向するスリーブ内周面上に動圧発生溝を形成する場合でも同様の効果が得られる。
【0022】
(実施の形態2)
本発明の第2の実施例に係る動圧軸受を図2に示す。
【0023】
図2において、シャフト11がスリーブ12に挿入され、スリーブ12にスラスト板13が固定されている。シャフト11には動圧発生溝14aが形成され、スラスト板13上のシャフト11端面に対向する部位には動圧発生溝14bを形成している。動圧軸受内部に潤滑油15が充填され、スリーブ12のスラスト板13に対向する面には環状の凹部17が設けられており、その凹部17のシャフト径より大きい部位に軸方向に段差部19を設けるように構成する。
【0024】
このように構成された動圧軸受は、モータ駆動時、シャフト11上に形成した動圧発生溝14aにより生じる動圧でラジアル方向の負荷を支持し、スラスト板13上に形成した動圧発生溝14bにより生じる動圧でスラスト方向の負荷を支持する。
【0025】
本実施例においても前に説明したように、動圧軸受を組み立てていく際、シャフト11の挿入時に潤滑油5が空気を噛み込む恐れがあるが、段差部19により仕切られた凹部17に気泡16を閉じこめるように構成することにより、期待通りの動圧軸受として作用することができる。したがってモータは、ラジアル軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、軸振れなどの不具合を防ぐことができ、軸受部の長寿命化を図ることができる。
【0026】
なお、本実施の形態では、動圧発生溝14aをシャフト側面上に形成して動圧発生溝14bをスラスト板上に形成しているが、シャフト側面に対向するスリーブ内周面上に動圧発生溝14aを形成し、スラスト板13に対向するシャフト11端面上に動圧発生溝14bを形成する場合でも同様の効果が得られる。
【0027】
(実施の形態3)
本発明の第3の実施例に係る動圧軸受を図3に示す。
【0028】
図3において、シャフト1がスリーブ22に挿入され、スリーブ22にスラスト板3が固定されており、シャフト1には動圧発生溝4aが形成されている。動圧軸受内部に潤滑油25が充填され、スリーブ22のスラスト板3に対向する面には環状の凹部27が設けられており、その凹部27のシャフト径より大きい部位に軸方向にテーパ部29を設けるように構成する。
【0029】
このように構成された動圧軸受は、モータ駆動時、シャフト1上に形成した動圧発生溝4aにより生じる動圧でラジアル方向の負荷を支持し、シャフト端部SR面とスラスト板3が点接触して構成するスラスト軸受にてスラスト方向の負荷を支持する。
【0030】
本実施例においても前に説明したように、動圧軸受を組み立てていく際、シャフト1の挿入時に潤滑油25が空気を噛み込む恐れがあるが、テーパ部29により仕切られた凹部27に気泡26を閉じこめるように構成することにより、期待通りの動圧軸受として作用することができる。したがってモータは、ラジアル軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、軸振れなどの不具合を防ぐことができ、軸受部の長寿命化を図ることができる。
【0031】
(実施の形態4)
本発明の第4の実施例に係る動圧軸受を図4に示す。
【0032】
図4において、シャフト11がスリーブ32に挿入され、スリーブ32にスラスト板13が固定されている。シャフト11には動圧発生溝14aが形成され、スラスト板13上のシャフト11端面に対向する部位には動圧発生溝14bを形成している。動圧軸受内部に潤滑油35が充填され、スリーブ32のスラスト板13に対向する面には環状の凹部37が設けられており、その凹部37のシャフト径より大きい部位に軸方向にテーパ部39を設けるように構成する。
【0033】
このように構成された動圧軸受は、モータ駆動時、シャフト11上に形成した動圧発生溝14aにより生じる動圧でラジアル方向の負荷を支持し、スラスト板13上に形成した動圧発生溝14bにより生じる動圧でスラスト方向の負荷を支持する。
【0034】
本実施例においても前に説明したように、動圧軸受を組み立てていく際、シャフト11の挿入時に潤滑油35が空気を噛み込む恐れがあるが、テーパ部39により仕切られた凹部37に気泡36を閉じこめるように構成することにより、期待通りの動圧軸受として作用することができる。したがってモータは、ラジアル軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、軸振れなどの不具合を防ぐことができ、軸受部の長寿命化を図ることができる。
【0035】
(実施の形態5)
本発明の第1の実施例に係る動圧軸受を搭載したスピンドルモータを図5に示す。図5はその断面図である。
【0036】
図5において、励磁状態で磁界を発生するステータコイルを備えたステータ41を有し、このステータコイルの磁界との電磁相互作用により回転力を得るロータマグネット42を備えたロータを有し、ロータを支持するシャフト1及びシャフト1を支持するスリーブ2を有している。シャフト1側面には動圧発生溝4aを形成して対向するスリーブ2とラジアル軸受を構成している。スラスト板3はスリーブ2に固定されており、スラスト板3に対向するシャフト端部SR面と点接触することによりスラスト軸受を構成している。スラスト板3に対向するスリーブ2の面には環状の凹部7が設けられており、その凹部7のシャフト径より大きい部位に軸方向に段差部9を有している。動圧軸受内部には潤滑油5が充填されているが、動圧軸受組立工程にてシャフト1をスリーブ2に挿入する際に、潤滑油5が空気を噛み込み気泡6を軸受内部に介在させている。
【0037】
このようにスリーブ2の環状の凹部7に段差部9を設けたとき、動圧軸受組立工程にて空気と共に軸受内部に噛み込まれた気泡6を段差部9により凹部7に閉じこめることが可能となる。したがって、シャフト1側面とスリーブ2内周面が構成するラジアル軸受に気泡6が入り込み動圧発生溝4aに気泡6が噛み込むことを防ぐことができるので、ラジアル軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、軸振れなどの不具合を防ぐことができる。また、シャフト1の端部SR面とスラスト板3が構成するスラスト軸受に気泡6が入り込みシャフト1とスラスト板3の点接触部に気泡6が噛み込むことを防ぐことができるので、潤滑油5の不足による点接触部の焼き付き、スラスト軸受部の摩耗促進、潤滑油5の熱劣化促進などの不具合を防ぐことが可能となり、モータの長寿命化を図ることができる。
【0038】
以上本発明の実施例を説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲で様々な応用展開が可能である。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る動圧軸受においては、動圧軸受組立工程時の軸受内部への空気混入を生じた場合でも、軸受内部に介在する気泡が動圧発生部位に入り込むことを防ぐことにより、動圧発生部の圧力上昇が順調に進行して期待通りの軸受剛性を得ることができる。そして、軸受剛性不足による、回転むら、浮上量不足、軸の傾き、軸振れ、また潤滑油不足による軸受部の焼き付き、摩耗促進、潤滑油の劣化促進などの不具合を防ぐことができる。
【0040】
また、このような動圧軸受を搭載したから、回転むら、浮上量不足、軸の傾き、軸振れなどの不具合がなく、且つ安価で長寿命である優れたスピンドルモータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る動圧軸受の断面図
【図2】本発明の他の実施例に係る動圧軸受の断面図
【図3】本発明さらに他の実施例に係る動圧軸受の断面図
【図4】本発明さらに他の実施例に係る動圧軸受の断面図
【図5】本発明の実施例に係る動圧軸受を搭載したスピンドルモータの断面図
【図6】従来の動圧軸受の断面図
【図7】従来の動圧軸受を搭載したスピンドルモータの断面図
【符号の説明】
1、11、51、61 シャフト
2、12、22,32,52,62 スリーブ
3、13、53 スラスト板
4a、4b、14a、14b、54a 動圧発生溝
5、15、25、35、55 潤滑油
6、16、26、36、56 気泡
7、17、27、37、57、67 凹部
9、19 段差部
29、39 テーパ部
41 ステータ
42 ロータマグネット
68 気体通気用穴
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates mainly to a brushless motor (hereinafter abbreviated as a motor) used in a magnetic disk drive, and more particularly to a dynamic pressure bearing structure thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with high capacity, high speed, high precision, and low noise of HDD equipment in the OA field, high precision is strongly demanded for a motor that drives a magnetic disk. In a bearing structure provided between the stator and the stator, it has been studied to adopt a dynamic pressure bearing.
[0003]
For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-55898, the dynamic pressure bearing has a shaft supporting a rotor inserted in a sleeve fixed to the stator, and the sleeve is interposed between the sleeve and the shaft. Is filled with lubricating oil. The radial load supports the rotor load using the dynamic pressure generated when the motor is driven by the dynamic pressure generating groove provided in the sleeve. On the other hand, the load in the thrust direction supports the load in the thrust direction of the rotor by the point contact between the thrust plate and the shaft end SR surface by the pivot bearing structure.
[0004]
FIG. 6 shows an example of a conventional dynamic pressure bearing. A shaft 51 attached to a motor rotor (not shown) is inserted into a sleeve 52 fixed to a stator (not shown). A thrust plate 53 is provided on the sleeve 52, and a dynamic pressure generating groove 54a is provided on the side surface of the shaft 51 or the inner peripheral surface of the sleeve 52 facing the shaft 51. Further, a lubricant 55 is filled in a gap between the shaft 51, the sleeve 52, and the thrust plate 53. An annular recess 57 is provided on the surface of the sleeve 52 facing the thrust plate 53.
[0005]
By configuring the dynamic pressure bearing in this way, the radial load supports the load using the pressure generated in the dynamic pressure generating groove 54a generated by rotating the rotor when the motor is driven, and the load in the thrust direction is The load is supported by making point contact with the thrust plate 53 on the SR surface of the shaft end.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the annular recess 57 is provided on the surface of the sleeve 52 that faces the thrust plate 53, when the shaft 51 is inserted into the sleeve 52 in the process of assembling the hydrodynamic bearing portion, air is caught in the lubricating oil 55 and the recess 57. There is a risk that air bubbles 56 are present in the air. When the air bubbles 56 are interposed in the bearing portion, the air bubbles 56 enter the dynamic pressure generating groove 54a due to the flow of the lubricating oil 55 in the bearing when the motor is driven. There is a problem that it becomes smaller, the bearing rigidity in the radial direction is insufficient and the load cannot be supported, and the swing of the rotating body increases.
[0007]
Further, when the bubbles 56 bite into the SR surface of the shaft end portion constituting the thrust bearing portion, the point where the shaft 51 and the thrust plate 53 are in point contact causes oil shortage and the thrust bearing portion is seized. Insufficient lubricating oil 55 that absorbs heat generated from the contact portion has caused problems such as accelerated thermal deterioration of the lubricating oil 55.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-75313 discloses a method for discharging bubbles when bubbles are mixed inside the hydrodynamic bearing. The example is cited in FIG.
[0009]
This is provided with a gas vent hole 68 in which the recess 67 and the other end surface of the sleeve 62 communicate with each other, and the air that is bitten inside the bearing when the shaft 61 is inserted into the sleeve 62 is passed through the gas vent hole 68. Through the bearing.
[0010]
However, this is configured so that the gas vent hole 68 is passed through the sleeve 62. When machining the sleeve 62, a lathe is usually used. In order to allow the gas vent hole 68 to penetrate the sleeve 62, simultaneous drilling on a lathe results in drilling with a drill. However, when the drill used for drilling becomes longer than the diameter, the drill itself The drill was damaged during machining due to insufficient rigidity. Accordingly, there has been a problem that it is difficult to increase the axial length of the sleeve 62, that is, to increase the bearing length of the hydrodynamic bearing.
[0011]
Further, when simultaneous drilling on the lathe is stopped and fine drilling is performed by electric discharge machining or the like, there is a problem that the processing time of the sleeve 62 becomes longer and the practicality and mass productivity are poor due to an increase in machining cost. It was.
[0012]
The present invention solves such a conventional problem, eliminates the influence of air bubbles mixed in the bearing in the assembly process of the hydrodynamic bearing, and can be manufactured at low cost, and a spindle motor equipped with the hydrodynamic bearing. It aims at realizing.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the hydrodynamic bearing of the present invention has an annular recess formed in a portion larger than the shaft shaft diameter on the sleeve surface facing the thrust plate that supports the load in the thrust direction, and the annular recess provided in the sleeve. Has a step or taper in the axial direction.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0015]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a hydrodynamic bearing according to a first embodiment of the present invention.
[0016]
In FIG. 1, a shaft 1 is inserted into a sleeve 2, a thrust plate 3 is fixed to the sleeve 2, and a dynamic pressure generating groove 4 a is formed in the shaft 1. Lubricating oil 5 is filled inside the hydrodynamic bearing, and an annular concave portion 7 is provided on the surface of the sleeve 2 facing the thrust plate 3. A step portion 9 is formed in the axial direction at a portion larger than the shaft diameter of the concave portion 7. It is comprised so that it may provide.
[0017]
The dynamic pressure bearing configured as described above supports a radial load by dynamic pressure generated by the dynamic pressure generating groove 4a formed on the shaft 1 when the motor is driven, and the shaft end SR surface and the thrust plate 3 are pointed. A thrust bearing that is configured in contact with it supports the load in the thrust direction.
[0018]
When assembling the hydrodynamic bearing as shown in FIG. 1, the shaft 1 is inserted into the sleeve 2. In the hydrodynamic bearing assembly process, there are a case where the shaft 1 is inserted into the sleeve 2 where the thrust plate 3 is already fixed, and a case where the thrust plate 3 is fixed after the shaft 1 is inserted into the sleeve 2. In both cases, when the shaft 1 is inserted into the sleeve 2, the lubricating oil 5 is applied on the outer peripheral surface of the shaft 1 or the inner peripheral surface of the sleeve 2, and the lubricating oil 5 absorbs air when the shaft 1 is inserted. There is a risk of biting.
[0019]
The air entrained in the bearing together with the lubricating oil 5 when the shaft 1 is inserted is pushed into a recess 7 provided in the inner peripheral portion of the sleeve 2 and is partitioned by a step portion 9 formed at a portion larger than the shaft diameter. Enter the part that is. By configuring the air bubbles 6 to be confined in the concave portions 7 partitioned by the stepped portion 9, it can act as an expected hydrodynamic bearing.
[0020]
Accordingly, it is possible to prevent the bubbles 6 from entering the radial bearing formed by the side surface of the shaft 1 and the inner peripheral surface of the sleeve 2, and the bubbles 6 from being caught in the dynamic pressure generating groove 4a. Such as tilt and shaft runout can be prevented. Further, since it is possible to prevent the bubbles 6 from entering the thrust bearing formed by the end SR surface of the shaft 1 and the thrust plate 3, the bubbles 6 can be prevented from biting into the point contact portion between the shaft 1 and the thrust plate 3. It is possible to prevent problems such as seizure of the point contact portion due to the shortage, acceleration of wear of the thrust bearing portion, acceleration of thermal deterioration of the lubricating oil 5, and the life of the bearing portion can be extended.
[0021]
In the present embodiment, the dynamic pressure generating groove is formed on the side surface of the shaft, but the same effect can be obtained even when the dynamic pressure generating groove is formed on the inner peripheral surface of the sleeve facing the side surface of the shaft.
[0022]
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows a hydrodynamic bearing according to a second embodiment of the present invention.
[0023]
In FIG. 2, the shaft 11 is inserted into the sleeve 12, and the thrust plate 13 is fixed to the sleeve 12. A dynamic pressure generating groove 14 a is formed on the shaft 11, and a dynamic pressure generating groove 14 b is formed on a portion of the thrust plate 13 facing the end surface of the shaft 11. Lubricating oil 15 is filled inside the hydrodynamic bearing, and an annular recess 17 is provided on the surface of the sleeve 12 facing the thrust plate 13. A stepped portion 19 is formed in the axial direction at a portion larger than the shaft diameter of the recess 17. It is comprised so that it may provide.
[0024]
The dynamic pressure bearing configured as described above supports a load in the radial direction by the dynamic pressure generated by the dynamic pressure generation groove 14a formed on the shaft 11 when the motor is driven, and the dynamic pressure generation groove formed on the thrust plate 13. The load in the thrust direction is supported by the dynamic pressure generated by 14b.
[0025]
Also in this embodiment, as described above, when assembling the hydrodynamic bearing, there is a possibility that the lubricating oil 5 may get in the air when the shaft 11 is inserted, but there is a bubble in the recess 17 partitioned by the step portion 19. By configuring so that 16 can be enclosed, it can act as an expected hydrodynamic bearing. Therefore, the motor can prevent problems such as uneven rotation, shaft inclination, and shaft runout due to insufficient radial bearing rigidity, and can extend the life of the bearing portion.
[0026]
In this embodiment, the dynamic pressure generating groove 14a is formed on the side surface of the shaft and the dynamic pressure generating groove 14b is formed on the thrust plate. However, the dynamic pressure is generated on the inner peripheral surface of the sleeve facing the side surface of the shaft. The same effect can be obtained when the generation groove 14a is formed and the dynamic pressure generation groove 14b is formed on the end surface of the shaft 11 facing the thrust plate 13.
[0027]
(Embodiment 3)
FIG. 3 shows a hydrodynamic bearing according to a third embodiment of the present invention.
[0028]
In FIG. 3, the shaft 1 is inserted into the sleeve 22, the thrust plate 3 is fixed to the sleeve 22, and the dynamic pressure generating groove 4 a is formed in the shaft 1. Lubricating oil 25 is filled inside the hydrodynamic bearing, and an annular recess 27 is provided on the surface of the sleeve 22 facing the thrust plate 3. A tapered portion 29 is axially provided at a portion larger than the shaft diameter of the recess 27. It is comprised so that it may provide.
[0029]
The dynamic pressure bearing configured as described above supports a radial load by dynamic pressure generated by the dynamic pressure generating groove 4a formed on the shaft 1 when the motor is driven, and the shaft end SR surface and the thrust plate 3 are pointed. A thrust bearing that is configured in contact with it supports the load in the thrust direction.
[0030]
Also in this embodiment, as described above, when assembling the hydrodynamic bearing, there is a possibility that the lubricating oil 25 may get in the air when the shaft 1 is inserted, but there are bubbles in the recesses 27 partitioned by the tapered portion 29. By configuring so that 26 is confined, it can act as an expected hydrodynamic bearing. Therefore, the motor can prevent problems such as uneven rotation, shaft inclination, and shaft runout due to insufficient radial bearing rigidity, and can extend the life of the bearing portion.
[0031]
(Embodiment 4)
FIG. 4 shows a hydrodynamic bearing according to a fourth embodiment of the present invention.
[0032]
In FIG. 4, the shaft 11 is inserted into the sleeve 32, and the thrust plate 13 is fixed to the sleeve 32. A dynamic pressure generating groove 14 a is formed on the shaft 11, and a dynamic pressure generating groove 14 b is formed on a portion of the thrust plate 13 facing the end surface of the shaft 11. Lubricating oil 35 is filled inside the hydrodynamic bearing, and an annular recess 37 is provided on the surface of the sleeve 32 facing the thrust plate 13. A tapered portion 39 is axially provided at a portion larger than the shaft diameter of the recess 37. It is comprised so that it may provide.
[0033]
The dynamic pressure bearing configured as described above supports a load in the radial direction by the dynamic pressure generated by the dynamic pressure generation groove 14a formed on the shaft 11 when the motor is driven, and the dynamic pressure generation groove formed on the thrust plate 13. The load in the thrust direction is supported by the dynamic pressure generated by 14b.
[0034]
Also in this embodiment, as described above, when assembling the hydrodynamic bearing, there is a possibility that the lubricating oil 35 may get in the air when the shaft 11 is inserted, but there is a bubble in the concave portion 37 partitioned by the tapered portion 39. By configuring so as to confine 36, it can act as an expected hydrodynamic bearing. Therefore, the motor can prevent problems such as uneven rotation, shaft inclination, and shaft runout due to insufficient radial bearing rigidity, and can extend the life of the bearing portion.
[0035]
(Embodiment 5)
FIG. 5 shows a spindle motor equipped with a hydrodynamic bearing according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view thereof.
[0036]
In FIG. 5, a stator 41 having a stator coil that generates a magnetic field in an excited state is included, and a rotor having a rotor magnet 42 that obtains a rotational force by electromagnetic interaction with the magnetic field of the stator coil is included. A shaft 1 for supporting and a sleeve 2 for supporting the shaft 1 are provided. A dynamic pressure generating groove 4a is formed on the side surface of the shaft 1 to constitute a sleeve 2 and a radial bearing facing each other. The thrust plate 3 is fixed to the sleeve 2 and constitutes a thrust bearing by making point contact with the shaft end SR surface facing the thrust plate 3. An annular recess 7 is provided on the surface of the sleeve 2 facing the thrust plate 3, and a step 9 is provided in the axial direction at a portion larger than the shaft diameter of the recess 7. Lubricating oil 5 is filled inside the hydrodynamic bearing, but when the shaft 1 is inserted into the sleeve 2 in the hydrodynamic bearing assembly process, the lubricating oil 5 entraps air and causes bubbles 6 to intervene inside the bearing. ing.
[0037]
When the stepped portion 9 is provided in the annular recess 7 of the sleeve 2 in this way, it is possible to confine the air bubbles 6 that are entrained in the bearing together with air in the bearing 7 in the recess 7 by the stepped portion 9. Become. Accordingly, it is possible to prevent the bubbles 6 from entering the radial bearing formed by the side surface of the shaft 1 and the inner peripheral surface of the sleeve 2, and the bubbles 6 from being caught in the dynamic pressure generating groove 4a. Such as tilt and shaft runout can be prevented. Further, since it is possible to prevent the bubbles 6 from entering the thrust bearing formed by the end SR surface of the shaft 1 and the thrust plate 3, the bubbles 6 can be prevented from biting into the point contact portion between the shaft 1 and the thrust plate 3. It is possible to prevent problems such as seizure of the point contact portion due to the shortage, acceleration of wear of the thrust bearing portion, and acceleration of thermal deterioration of the lubricating oil 5, thereby extending the life of the motor.
[0038]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various application developments are possible within the scope of the present invention.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, in the hydrodynamic bearing according to the present invention, even when air is mixed into the bearing during the hydrodynamic bearing assembly process, air bubbles present inside the bearing are prevented from entering the hydrodynamic pressure generation site. As a result, the pressure increase in the dynamic pressure generating portion proceeds smoothly and the expected bearing rigidity can be obtained. In addition, problems such as uneven rotation, insufficient flying height, shaft inclination, shaft runout due to insufficient bearing rigidity, bearing seizure, accelerated wear, and accelerated deterioration of the lubricating oil due to insufficient lubricating oil can be prevented.
[0040]
Further, since such a dynamic pressure bearing is mounted, an excellent spindle motor which is free from problems such as uneven rotation, insufficient flying height, shaft inclination, shaft runout, etc., and which is inexpensive and has a long life can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a hydrodynamic bearing according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a hydrodynamic bearing according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view of a hydrodynamic bearing according to still another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view of a spindle motor equipped with the hydrodynamic bearing according to an embodiment of the present invention. Cross section of a conventional dynamic pressure bearing [Fig. 7] Cross section of a spindle motor equipped with a conventional dynamic pressure bearing [Explanation of symbols]
1, 11, 51, 61 Shaft 2, 12, 22, 32, 52, 62 Sleeve 3, 13, 53 Thrust plate 4a, 4b, 14a, 14b, 54a Dynamic pressure generating groove 5, 15, 25, 35, 55 Lubrication Oil 6, 16, 26, 36, 56 Air bubbles 7, 17, 27, 37, 57, 67 Recess 9, 19 Step 29, 39 Taper 41 Stator 42 Rotor magnet 68 Air vent hole

Claims (3)

軸と、
前記軸と嵌合しラジアル方向の負荷を支持するスリーブと、
前記軸と垂直となるように前記スリーブに嵌合されスラスト方向に負荷を支持するスラスト板とを備え、
前記スリーブにおける前記スラスト板の面に対向し前記軸の外径より大きい部位には環状の凹部を形成し、
前記軸と前記スラスト板と前記環状の凹部とより構成される空間は密閉された空間であって、前記凹部の最内周部においては前記スラスト板と前記スリーブとは接触していないものとし、
前記凹部は内周から外周に向かってスラスト板からの距離が大きくなるテーパ部を有し、前記テーパ部の先端部は前記凹部の最外周かつ最奥の位置とするとともに、
前記密閉された空間には潤滑剤を充填することで
前記凹部のテーパ部の先端部に気泡が閉じ込められるように構成した動圧軸受。
The axis,
A sleeve that fits with the shaft and supports a radial load;
A thrust plate fitted to the sleeve so as to be perpendicular to the shaft and supporting a load in a thrust direction ;
An annular recess is formed in a portion of the sleeve that faces the surface of the thrust plate and is larger than the outer diameter of the shaft ,
The space constituted by the shaft, the thrust plate, and the annular recess is a sealed space, and the thrust plate and the sleeve are not in contact with each other at the innermost peripheral portion of the recess,
Has a tapered portion where the distance from the thrust plate is increased toward the outer periphery from the inner periphery to the recess, the tip portion of the tapered portion is the position of the outermost and innermost of the recess,
By filling the sealed space with a lubricant ,
A hydrodynamic bearing configured such that bubbles are confined in a tip portion of a tapered portion of the concave portion.
前記スラスト板には、動圧発生溝が形成されていることを特徴とする請求項1記載の動圧軸受。  The dynamic pressure bearing according to claim 1, wherein a dynamic pressure generating groove is formed in the thrust plate. 励磁状態で磁界を発生するステータコイルを備えたステータを有し、
このステータコイルの磁界との電磁相互作用により回転力を得るロータマグネットを備えたロータを有し、
前記ロータを支持するシャフト及びスリーブ及びスラスト板を有し、前記シャフトもしくは前記スリーブに請求項1または2に記載の動圧軸受を搭載したスピンドルモータ。
Having a stator with a stator coil that generates a magnetic field in an excited state;
Having a rotor with a rotor magnet that obtains rotational force by electromagnetic interaction with the magnetic field of this stator coil;
A spindle motor comprising a shaft and a sleeve for supporting the rotor, and a thrust plate, wherein the dynamic pressure bearing according to claim 1 is mounted on the shaft or the sleeve.
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